Elettrificazione e sicurezza funzionale, verso un futuro più sostenibile e safety

I temi di sostenibilità ed elettrificazione orientano il design e la progettazione dei veicoli verso sistemi più performanti, più efficienti ma soprattutto più sicuri. L’integrazione di sistemi elettronici a bordo dei veicoli indirizza i costruttori ad un focus importante sull’approfondimento e l’aderenza a normative internazionali (come la ISO 26262), in ottica di sicurezza prodotto. In altre parole, i produttori devono concentrarsi sulla sicurezza funzionale per l'integrazione dei sistemi elettronici dei veicoli, garantendo anche la conformità a standard internazionali.

«L’elettrificazione sta accelerando lo spostamento di funzionalità di sistemi di sicurezza che in passato erano implementate da dispositivi meccanici verso sistemi elettrici, elettronici ed elettronici programmabili [i cosiddetti E/E/PE- Functional Safety of Electrical/Electronic/Programmable Electronic – ndr]. Questo significa dover progettare sistemi di sicurezza per prevenire guasti pericolosi o per controllarli quando si verificano, attraverso l'implementazione di processi di sicurezza strutturati».

Esordisce così Annunziata Fiorilli, Delivery Unit Manager di AKKA & Modis - soon to become AKKODIS, intervenuta nel corso dell’ultima edizione della conferenza nazionale Next Generation Mobility.

Nel suo intervento, Fiorilli ha posto più volte l’accento sul fatto che l'innovazione del mercato automobilistico debba oggi soddisfare una domanda di migliori prestazioni e di maggiore risparmio di carburante, senza tuttavia perdere di vista la sicurezza funzionale.

Due le direttrici verso le quali si sta muovendo l’innovazione del mercato ed il percorso già in atto verso l’elettrificazione dei veicoli:

• aumentare l'esperienza dell'utente mantenendo al contempo un focus sulla strategia di trasferimento dell'energia (il motore elettrico deve garantire la massima sicurezza del sistema in sé e delle persone);
• sviluppo di strategie di sicurezza che si interfacciano con sistemi al di fuori dell’ambito di applicazione dello standard di sicurezza funzionale ISO 26262 (ad esempio, la rete energetica ed i sistemi di ricarica che seguono standard di sicurezza completamente differenti).

Processi di sicurezza strutturati, i benefici

«Adottare processi di sicurezza strutturati per la progettazione e lo sviluppo di veicoli elettrici significa indirizzare più elevati standard di sicurezza per le persone e per i veicoli stessi, ma anche costruire un vantaggio competitivo sul mercato», invita a riflettere Fiorilli.

I benefici che portano i processi di sicurezza strutturati, ossia l’integrazione della sicurezza funzionale all’interno dei progetti di sviluppo dei veicoli elettrici, si snodano su differenti assi:

• miglioramento della qualità: sicurezza significa infatti anche attenzione al miglioramento della gestione della qualità dei processi di sviluppo, produzione, controllo;
• riduzione dei costi: i problemi riscontrati nella fase iniziale del processo hanno un basso sforzo di risoluzione.  Al contrario, gli infortuni e i decessi hanno un impatto finanziario sull’azienda non trascurabile;
• miglioramento della reputazione aziendale: la sicurezza funzionale deve essere vista come leva aziendale per prendersi cura dei consumatori e delle loro vite;
• aspetti ed impatti legali: artefatti, prodotti di lavoro e documentazione tecnica di sicurezza sono rilevanti dal punto di vista legale in caso di lesioni alle persone.

L’importanza degli standard internazionali

«Per supportare le aziende ad implementare processi di sicurezza funzionale strutturati seguiamo le strutture ed i principi degli standard internazionali, in particolare quelli previsti dalla norma ISO 26262», spiega Fiorilli.

ISO 26262, intitolato "Veicoli stradali - Sicurezza funzionale", è uno standard internazionale per la sicurezza funzionale dei sistemi elettrici e / o elettronici installati nei veicoli stradali di produzione in serie, definito dall'Organizzazione internazionale per la standardizzazione nel 2011 e rivisto nel 2018.

«Lo standard ISO26262 si applica ai sistemi elettrici ed elettronici - siano essi componenti hardware o software - montati sui veicoli, e definisce i requisiti che devono essere soddisfatti per garantire la sicurezza non solo del sistema in sé, ma anche dei processi, dei metodi e degli strumenti utilizzati lungo tutto l’iter di sviluppo e per l‘intero ciclo di vita di sviluppo del veicolo», spiega in dettaglio Fiorilli.

La norma prevede lo sviluppo distribuito, che significa coinvolgere nella responsabilità sia le case automobilistiche (OEM) sia i produttori di apparecchiature e componenti da montare sui veicoli (Tyer), con questi specifici obiettivi:

• definire un ciclo di vita per la progettazione e sviluppo (gestione, sviluppo, produzione, funzionamento, assistenza, smantellamento), permettendo il tailoring delle attività necessarie durante queste fasi del ciclo di vita;
• Coprire gli aspetti della sicurezza funzionale dell'intero processo di sviluppo (comprese attività come specifica dei requisiti, progettazione, implementazione, integrazione, verifica, convalida e configurazione);
• fornire un approccio basato sul rischio specifico per il settore automobilistico per la determinazione delle classi di rischio (Livelli di integrità della sicurezza automobilistica, ASIL);
• utilizzare gli ASIL per specificare i requisiti di sicurezza e ottenere un rischio residuo accettabile;
• fornire i requisiti per le misure di convalida e conferma per garantire il raggiungimento di un livello di sicurezza sufficiente e accettabile.

«La norma ISO26262 fornisce un approccio basato sul rischio per determinare un livello di integrità del rischio (ASIL). Gli ASIL sono determinati dagli effetti che un evento pericoloso generato da un malfunzionamento del sistema elettrico/elettronico potrebbe avere sugli occupanti del veicolo e sulle persone coinvolte», spiega Fiorilli, che aggiunge: «Gli ASIL assegnati agli obiettivi di sicurezza sono funzioni di parametri di gravità, controllabilità ed esposizione.

Da queste valutazioni derivano i differenti livelli di rischio che definiscono poi i diversi livelli di integrità della sicurezza automobilistica (ASIL, appunto).

«Tra le funzioni di controllo e sicurezza - continua Fiorilli - menzioniamo il thermal management, charge management, power management, ecc. e obiettivi di sicurezza che mirano ad evitare i rischi di overvoltage, overtemperature, electrical shock, ecc. I servizi della DU Functional Safety & RAMS sono orientati al supporto delle aziende nello sviluppo di veicoli elettrici e componenti che rispecchino i target di sicurezza funzionale richiesti dal mercato».

«Questo diventa così il quadro di riferimento che utilizziamo per aiutare le aziende nello sviluppo di veicoli elettrici e componenti che rispecchino i massimi standard di sicurezza funzionale», conclude Fiorilli.